JP2021189208A - 電子写真機器用帯電ロール - Google Patents

Abstract

【課題】未転写トナーの電荷による感光ドラムの過帯電現象が抑えられた電子写真機器用帯電ロールを提供する。【解決手段】軸体１２と、前記軸体の外周に形成された弾性体層１４と、前記弾性体層の外周に形成された表層１６と、を備え、表層１６が、バインダー樹脂および粗さ形成用粒子を含有し、表層１６の表面における前記粗さ形成用粒子が存在していない部分の１０点平均粗さ（Ｒｚ）が、０．６μｍ以上２．４μｍ以下の範囲内、かつ、前記１０点平均粗さ（Ｒｚ）のバラツキ（Ｒｚの最大値−Ｒｚの最小値）が１．５μｍ以下の範囲内であることを特徴とする電子写真機器用帯電ロール。【選択図】図１

Description

本発明は、電子写真方式を採用する複写機、プリンター、ファクシミリなどの電子写真機器において好適に用いられる電子写真機器用帯電ロールに関するものである。

電子写真機器による複写や印字は、帯電ロールにより帯電させた感光ドラムに原稿像を静電潜像として形成し、現像ロールにより帯電させたトナーを静電潜像に付着させてトナー像を形成し、トナー像を複写紙に転写することにより行われている。複写紙に転写されなかったトナーは、クリーニングブレードによって感光ドラムから掻き取られている。その後、再び帯電ロールにより感光ドラムが帯電される。帯電ロールは、クリーニングブレードによる未転写トナーの掻き取りを前提とした設計となっている。

特開２００９−１５１１６０号公報

電子写真機器の小型化の一環で、クリーニングブレードを用いない構成が検討されている。クリーニングブレードを用いないと、未転写トナーが感光ドラムの表面に残った状態で帯電ロールが感光ドラムに接触する。従来の帯電ロールは、クリーニングブレードによる未転写トナーの掻き取りを前提とした設計であり、未転写トナーの付着を考慮した設計になっていない。このため、感光ドラムの帯電時に、感光ドラムから帯電ロールに未転写トナーが付着する。帯電ロールに付着した未転写トナーは電荷を帯びているトナーであり、未転写トナーが付着した帯電ロールによって感光ドラムを帯電させると、未転写トナーの電荷によって感光ドラムの過帯電現象が発生し、画像不具合が生じる。

特許文献１には、支持体、該支持体上の形成された導電性弾性層、該導電性弾性層上に形成された表面層を有する帯電ロールにおいて、該表面層が、少なくとも（Ｉ）オキシアルキレン基を有するポリシロキサンおよび（ＩＩ）ヘテロ原子含有導電性ポリマーを含有すること、前記ポリシロキサンがフッ化アルキル基を有すること、前記導電性ポリマーがポリアニリン化合物またはポリチオフェン化合物であること、ポリチオフェンとの関係においてポリスチレンスルホン酸を含有することが記載されている。しかし、特許文献１は、電気抵抗の環境変動を抑えるために表面層に導電性ポリマーを添加するに際して、塗工ムラや通電劣化を抑えるものであり、掻き取られなかった未転写トナーの電荷によって感光ドラムの過帯電現象を抑えるものではない。

本発明が解決しようとする課題は、未転写トナーの電荷による感光ドラムの過帯電現象が抑えられた電子写真機器用帯電ロールを提供することにある。

前記課題を解決するため本発明に係る電子写真機器用帯電ロールは、軸体と、前記軸体の外周に形成された弾性体層と、前記弾性体層の外周に形成された表層と、を備え、前記表層が、バインダー樹脂および粗さ形成用粒子を含有し、前記表層の表面における前記粗さ形成用粒子が存在していない部分の１０点平均粗さ（Ｒｚ）が、０．６μｍ以上２．４μｍ以下の範囲内、かつ、前記１０点平均粗さ（Ｒｚ）のバラツキ（Ｒｚの最大値−Ｒｚの最小値）が１．５μｍ以下の範囲内であるであることを要旨とするものである。

前記表層の表面における前記粗さ形成用粒子が存在していない部分の１０点平均粗さ（Ｒｚ）が、０．７μｍ以上１．４μｍ以下の範囲内、かつ、前記１０点平均粗さ（Ｒｚ）のバラツキ（Ｒｚの最大値−Ｒｚの最小値）が０．５μｍ以下の範囲内であることが好ましい。
前記表層の表面における前記粗さ形成用粒子が存在していない部分の厚みが２μｍ以上１０μｍ以下であることが好ましい。
前記表層の表面における前記粗さ形成用粒子が存在していない部分の表面硬度が、０．１Ｎ／ｍｍ２以上１Ｎ／ｍｍ２以下の範囲内であることが好ましい。
前記表層のバインダー樹脂が、メトキシメチル基を有するポリアミドであることが好ましい。
前記粗さ形成用粒子が、多孔質ポリアミド粒子であることが好ましい。

本発明に係る電子写真機器用帯電ロールによれば、軸体と、前記軸体の外周に形成された弾性体層と、前記弾性体層の外周に形成された表層と、を備え、前記表層が、バインダー樹脂および粗さ形成用粒子を含有し、前記表層の表面における前記粗さ形成用粒子が存在していない部分の１０点平均粗さ（Ｒｚ）が、０．６μｍ以上２．４μｍ以下の範囲内、かつ、前記１０点平均粗さ（Ｒｚ）のバラツキ（Ｒｚの最大値−Ｒｚの最小値）が１．５μｍ以下の範囲内であることで、未転写トナーが付着する帯電ロールによる感光ドラムの帯電時に帯電量を調整し、未転写トナーの電荷による感光ドラムの過帯電現象が抑えられる。これは、帯電ロールの表層に付着する未転写トナーと帯電ロール表層の接触面積を大きくすることで、未転写トナーの電荷の影響が抑えられるためと推察される。

前記表層の表面における前記粗さ形成用粒子が存在していない部分の１０点平均粗さ（Ｒｚ）が、０．７μｍ以上１．４μｍ以下の範囲内、かつ、前記１０点平均粗さ（Ｒｚ）のバラツキ（Ｒｚの最大値−Ｒｚの最小値）が０．５μｍ以下の範囲内であると、更に未転写トナーの電荷による感光ドラムの過帯電現象が抑えられる。
前記表層の表面における前記粗さ形成用粒子が存在していない部分の厚みが２μｍ以上１０μｍ以下であると、未転写トナーの脱落を抑えつつ、優れた帯電量の調整機能を有する。
前記表層の表面における前記粗さ形成用粒子が存在していない部分の表面硬度が、０．１Ｎ／ｍｍ２以上１Ｎ／ｍｍ２以下の範囲内であると、トナーへのストレスを低減しつつ、過帯電現象の抑制機能により優れる。
前記表層のバインダー樹脂が、メトキシメチル基を有するポリアミドであると、優れた帯電量の調整機能を有する。
前記粗さ形成用粒子が、多孔質ポリアミド粒子であると、優れた帯電量の調整機能を有する。

本発明の一実施形態に係る電子写真機器用帯電ロールの外観模式図（ａ）と、そのＡ−Ａ線断面図（ｂ）である。 Ａ−Ａ線断面図（ｂ）を拡大した一の形態図（ｃ）と、他の形態図（ｄ）である。 感光ドラムの帯電量の測定方法を表す図である。

以下、本発明について詳細に説明する。本発明に係る電子写真機器用帯電ロールは、感光ドラムなどの被帯電体を帯電させるものであれば、特に形状が限定されるものではない。

本発明に係る電子写真機器用帯電ロール（以下、単に帯電ロールということがある。）について詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る電子写真機器用帯電ロールの外観模式図（ａ）と、そのＡ−Ａ線断面図（ｂ）である。

帯電ロール１０は、軸体１２と、軸体１２の外周に形成された弾性体層１４と、弾性体層１４の外周に形成された表層１６と、を備える。表層１６は、帯電ロール１０の表面に現れる層である。弾性体層１４は、帯電ロール１０のベースとなる層である。表層１６は、バインダーおよび粗さ形成用粒子１８を含有する。表層１６は、粗さ形成用粒子１８が存在する部分１６aと、粗さ形成用粒子１８が存在しない部分１６ｂとを有する。

表層１６は、バインダー樹脂および粗さ形成用粒子１８を含有する。また、表層１６の表面における前記粗さ形成用粒子１８が存在していない部分１６ｂの１０点平均粗さ（Ｒｚ）が、０．６μｍ以上２．４μｍ以下の範囲内、かつ、前記１０点平均粗さ（Ｒｚ）のバラツキ（Ｒｚの最大値−Ｒｚの最小値）が１．５μｍ以下の範囲内である。

前記バインダー樹脂は、表層１６の主材料であり、ポリアミド（ナイロン）系、アクリル系、ウレタン系、シリコーン系、フッ素系のポリマーを挙げることができる。これらのポリマーは、変性されたものであっても良い。変性基としては、例えば、Ｎ−メトキシメチル基、シリコーン基、フッ素基などを挙げることができる。

バインダー樹脂は、特に限定されるものではなく、要求特性などに応じて好適な材料を選択すればよい。バインダー樹脂としては、アクリル系樹脂、メタクリル系樹脂、フッ素系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリアミド系樹脂などが挙げられる。これらは、表層１６のバインダーポリマーとして１種単独で用いてもよいし、２種以上組み合わせて用いてもよい。バインダー樹脂としては、成形加工性の観点から、ポリアミド系樹脂が特に好ましい。

前記バインダー樹脂が、メトキシメチル基を有するポリアミドであると、未転写トナーの電荷による感光ドラムの過帯電現象が特に抑えられる。これは、メトキシメチル基を有するポリアミド樹脂が、未転写トナーの電荷の影響を特に抑えられるためと推察される。

粗さ形成用粒子１８は、表層１６の表面に粗さを付与するための粒子である。つまり、表層１６の表面に凹凸を付与するための粒子である。表層１６の粗さ形成用粒子１８が存在している部分が１６ａとなり、表層１６の粗さ形成用粒子１８が存在していない部分が１６ｂとなる。表層１６の１６ａは、表層１６の１６ｂよりも径方向外側に突出する。表面凹凸は、感光体と帯電ロール１０との間における放電空間を増加させ、放電を促す。これにより、帯電性を向上させ、横スジやムラなどの画像不具合を抑えることができる。

粗さ形成用粒子１８の平均粒子径は、５〜５０μｍの範囲内である。粗さ形成用粒子１８の平均粒子径が５μｍ未満であると、表層１６の表面粗さを十分に確保することができず、電源電圧が低いと、感光体と帯電ロール１０の間での放電量が不足し、不要なトナーが印字されて横スジやムラなどの画像不具合が発生する。しかし、粗さ形成用粒子１８の平均粒子径が５０μｍより大きいと、耐久時に表層１６から粗さ形成用粒子１８が脱落しやすい。表層１６から粗さ形成用粒子１８が脱落すると、放電空間の縮小や抵抗のばらつきが発生し、均一な帯電ができなくなる。

前記粗さ形成用粒子１８は、多孔質ポリアミド粒子であると、未転写トナーの電荷による感光ドラムの過帯電現象が特に抑えられる。これは、多孔質ポリアミド粒子が、未転写トナーの電荷の影響を特に抑えられるためと推察される。

前記粗さ形成用粒子の配合量は、前記バインダー樹脂１００質量部に対し、５質量部以上であることが好ましい。より好ましくは１０質量部以上、さらに好ましくは２０質量部以上である。また、表面の凹部にトナーやトナー外添剤が堆積することによる局所的な帯電ムラを抑えやすいなどの観点から、バインダー１００質量部に対し、９０質量部以下であることが好ましい。より好ましくは８０質量部以下、さらに好ましくは７０質量部以下である。

表層１６は、前記バインダー樹脂を含有していればよく、他のポリマーからなるバインダーを含有してもよいし、含有していなくてもよい。他のポリマーからなるバインダーを含有する場合、前記が表層１６のバインダーの主成分となるものであればよく、前記バインダー樹脂が表層１６のバインダー全体の５０質量％以上であればよい。

表層１６は、前記バインダー樹脂に加え、本発明を阻害しない範囲において、必要に応じて、添加剤を含有していてもよい。添加剤としては、滑剤、加硫促進剤、老化防止剤、光安定剤、粘度調整剤、加工助剤、難燃剤、可塑剤、発泡剤、充填剤、分散剤、消泡剤、顔料、離型剤などが挙げられる。

表層１６は、表層形成用組成物を弾性体層１４の外周面に塗布・乾燥することにより形成することができる。表層形成用組成物は、前記バインダー樹脂、粗さ形成用粒子を含む。また、必要に応じ、表層に添加される各種添加剤を１種または２種以上含む。また、必要に応じ、溶媒を含む。

表層１６の粗さ形成用粒子１８が存在していない部分１６ｂの表面粗さは、前記範囲内に設定されており、トナーとの接触面積が増加する。これにより、表層１６に付着する未転写トナーとの接触面積が大きくなり、未転写トナーの電荷による感光ドラムの過帯電現象が抑えられる。表層１６の粗さ形成用粒子１８が存在していない部分１６ｂの表面粗さＲｚが２．４μｍ超であると、未転写トナーの電荷の影響が十分に抑えられず、画像不具合が抑えられない。また、表層１６に付着する未転写トナーとの接触面積をより大きくするなどの観点から、表層１６の粗さ形成用粒子１８が存在していない部分１６ｂの表面粗さＲｚは、より好ましくは０．７μｍ以上２．０μｍ以下の範囲内、さらに好ましくは０．７μｍ以上１．４μｍ以下の範囲内である。
表層１６の粗さ形成用粒子１８が存在していない部分１６ｂの表面粗さＲｚは、１０点平均粗さであり、ＪＩＳ Ｂ０６０１（１９９４）に準拠して、帯電ロール表層１６の粗さ形成用粒子１８が存在していない任意の５カ所で測定された値の平均値である。また、１０点平均粗さ（Ｒｚ）のバラツキ（Ｒｚの最大値−Ｒｚの最小値）とは、前記任意の５カ所におけるＲｚの最大値からＲｚの最小値を引いた値である。

表層１６の表面における前記粗さ形成用粒子が存在していない部分１６ｂの表面粗さは、公知の種々の方法により形成することができる。例えば、型転写等の方法によって弾性体層１４の表面に表面凹凸を形成する製造方法、表層１６の表面における前記粗さ形成用粒子が存在していない部分を物理的に研磨する製造方法、表層形成用の液状組成物に乾燥速度の異なる２種類以上の溶媒を用いる製造方法などが挙げられる。
Ａ−Ａ線断面図（ｂ）を拡大した図２の一の形態図（ｃ）は、前記型転写等の製造方法によって形成されたものであり、他の形態図（ｄ）は前記研磨による製造方法・乾燥速度の異なる２種以上の溶媒による製造方法等によって形成されたものである。
尚、粒子径が小さい粗さ形成用粒子を使用して１６ｂ部の表面凹凸を形成することも考えられるが、粗さ形成用粒子の凝集などが抑制できず、その結果、１６ｂ部の表面粗さの制御が不可能となるため、バインダー樹脂で１６ｂ部の表面凹凸を形成することが望ましい。

表層１６の表面における前記粗さ形成用粒子が存在していない部分１６ｂの表面硬度は、０．１Ｎ／ｍｍ２以上１Ｎ／ｍｍ２以下の範囲内であることが好ましい。より好ましくは０．２Ｎ／ｍｍ２以上０．８Ｎ／ｍｍ２以下の範囲内、さらに好ましくは０．３Ｎ／ｍｍ２以上０．７Ｎ／ｍｍ２以下の範囲内である。表層１６の表面における前記粗さ形成用粒子が存在していない部分の表面硬度が０．１Ｎ／ｍｍ２以上であると、過帯電現象の抑制機能により優れる。表層１６の表面における前記粗さ形成用粒子が存在していない部分の表面硬度が１０Ｎ／ｍｍ２以下であると、トナーへのストレスを低減しやすい。表層１６の表面における前記粗さ形成用粒子が存在していない部分の表面硬度は、マルテンス硬さで表すことができる。

表層１６の前記粗さ形成用粒子が存在していない部分の厚みは、好ましくは３μm以上９μｍ以下の範囲内、より好ましくは４μｍ以上８μｍ以下の範囲内である。表層１６の体積抵抗率は、特に限定されるものではないが、好ましくは１０４〜１０９Ω・ｃｍ、より好ましくは１０５〜１０８Ω・ｃｍ、さらに好ましくは１０６〜１０７Ω・ｃｍの範囲内である。

弾性体層１４は、ベースゴム（ポリマー成分）を含む。これにより、ゴム弾性を有する層となる。弾性体層１４は、ベースゴムを含有する導電性ゴム組成物により形成される。ベースゴム（架橋ゴム）は、未架橋ゴムを架橋することにより得られる。未架橋ゴムは、極性ゴムであってもよいし、非極性ゴムであってもよい。

極性ゴムは、極性基を有するゴムであり、極性基としては、クロロ基、ニトリル基、カルボキシル基、エポキシ基などを挙げることができる。極性ゴムとしては、具体的には、ヒドリンゴム、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、ウレタンゴム（Ｕ）、アクリルゴム（アクリル酸エステルと２−クロロエチルビニルエーテルとの共重合体、ＡＣＭ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、エポキシ化天然ゴム（ＥＮＲ）などを挙げることができる。極性ゴムのうちでは、体積抵抗率が特に低くなりやすいなどの観点から、ヒドリンゴム、ニトリルゴム（ＮＢＲ）がより好ましい。

ヒドリンゴムとしては、エピクロルヒドリンの単独重合体（ＣＯ）、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド二元共重合体（ＥＣＯ）、エピクロルヒドリン−アリルグリシジルエーテル二元共重合体（ＧＣＯ）、エピクロルヒドリン−エチレンオキサイド−アリルグリシジルエーテル三元共重合体（ＧＥＣＯ）などを挙げることができる。

ウレタンゴムとしては、分子内にエーテル結合を有するポリエーテル型のウレタンゴムを挙げることができる。ポリエーテル型のウレタンゴムは、両末端にヒドロキシル基を有するポリエーテルとジイソシアネートとの反応により製造できる。ポリエーテルとしては、特に限定されるものではないが、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールなどを挙げることができる。ジイソシアネートとしては、特に限定されるものではないが、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネートなどを挙げることができる。

非極性ゴムとしては、イソプレンゴム（ＩＲ）、天然ゴム（ＮＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）などが挙げられる。

架橋剤としては、硫黄架橋剤、過酸化物架橋剤、脱塩素架橋剤を挙げることができる。これらの架橋剤は、単独で用いても良いし、２種以上組み合わせて用いても良い。

硫黄架橋剤としては、粉末硫黄、沈降硫黄、コロイド硫黄、表面処理硫黄、不溶性硫黄、塩化硫黄、チウラム系加硫促進剤、高分子多硫化物などの従来より公知の硫黄架橋剤を挙げることができる。

過酸化物架橋剤としては、パーオキシケタール、ジアルキルパーオキサイド、パーオキシエステル、ケトンパーオキサイド、パーオキシジカーボネート、ジアシルパーオキサイド、ハイドロパーオキサイドなどの従来より公知の過酸化物架橋剤を挙げることができる。

脱塩素架橋剤としては、ジチオカーボネート化合物を挙げることができる。より具体的には、キノキサリン−２，３−ジチオカーボネート、６−メチルキノキサリン−２，３−ジチオカーボネート、６−イソプロピルキノキサリン−２，３−ジチオカーボネート、５，８−ジメチルキノキサリン−２，３−ジチオカーボネートなどを挙げることができる。

架橋剤の配合量としては、ブリードしにくいなどの観点から、未架橋ゴム１００質量部に対して、好ましくは０．１〜２質量部の範囲内、より好ましくは０．３〜１．８質量部の範囲内、さらに好ましくは０．５〜１．５質量部の範囲内である。

架橋剤として脱塩素架橋剤を用いる場合には、脱塩素架橋促進剤を併用しても良い。脱塩素架橋促進剤としては、１，８−ジアザビシクロ（５，４，０）ウンデセン−７（以下、ＤＢＵと略称する。）もしくはその弱酸塩を挙げることができる。脱塩素架橋促進剤は、ＤＢＵの形態として用いても良いが、その取り扱い面から、その弱酸塩の形態として用いることが好ましい。ＤＢＵの弱酸塩としては、炭酸塩、ステアリン酸塩、２−エチルヘキシル酸塩、安息香酸塩、サリチル酸塩、３−ヒドロキシ−２−ナフトエ酸塩、フェノール樹脂塩、２−メルカプトベンゾチアゾール塩、２−メルカプトベンズイミダゾール塩などを挙げることができる。

脱塩素架橋促進剤の含有量としては、ブリードしにくいなどの観点から、未架橋ゴム１００質量部に対して、０．１〜２質量部の範囲内であることが好ましい。より好ましくは０．３〜１．８質量部の範囲内、さらに好ましくは０．５〜１．５質量部の範囲内である。

弾性体層１４は、イオン導電剤、電子導電剤などの導電剤を含有してもよい。イオン導電剤、電子導電剤としては、表層１６において挙げられているものを好適に用いることができる。

弾性体層１４には、必要に応じて、各種添加剤を適宜添加しても良い。添加剤としては、滑剤、加硫促進剤、老化防止剤、光安定剤、粘度調整剤、加工助剤、難燃剤、可塑剤、発泡剤、充填剤、分散剤、消泡剤、顔料、離型剤などを挙げることができる。

弾性体層１４は、架橋ゴムの種類、イオン導電剤の配合量、電子導電剤の配合などにより、所定の体積抵抗率に調整することができる。弾性体層１４の体積抵抗率は、用途などに応じて１０２〜１０１０Ω・ｃｍ、１０３〜１０９Ω・ｃｍ、１０４〜１０８Ω・ｃｍの範囲などに適宜設定すればよい。

弾性体層１４の厚みは、特に限定されるものではなく、用途などに応じて０．１〜１０ｍｍの範囲内などで適宜設定すればよい。弾性体層１４は、発泡体であってもよいし、非発泡体であってもよい。

弾性体層１４は、例えば、次のようにして製造することができる。まず、軸体１２をロール成形金型の中空部に同軸的に設置し、未架橋の導電性ゴム組成物を注入して、加熱・硬化（架橋）させた後、脱型するか、あるいは、軸体１２の表面に未架橋の導電性ゴム組成物を押出成形するなどにより、軸体１２の外周に弾性体層１４を形成する。

軸体１２は、導電性を有するものであれば特に限定されない。具体的には、鉄、ステンレス、アルミニウムなどの金属製の中実体、中空体からなる芯金などを例示することができる。軸体１２の表面には、必要に応じて、接着剤、プライマーなどを塗布しても良い。つまり、弾性体層１４は、接着剤層（プライマー層）を介して軸体１２に接着されていてもよい。接着剤、プライマーなどには、必要に応じて導電化を行なっても良い。

以上の構成の帯電ロール１０によれば、表層１６が前記バインダー樹脂および粗さ形成用粒子１８を含有し、表層１６の表面における前記粗さ形成用粒子１８が存在していない部分１６ｂの１０点平均粗さ（Ｒｚ）が、０．６μｍ以上２．４μｍ以下の範囲内、かつ、前記１０点平均粗さ（Ｒｚ）のバラツキ（Ｒｚの最大値−Ｒｚの最小値）が１．５μｍ以下の範囲内であることで、未転写トナーが付着する帯電ロール１０による感光ドラムの帯電時に帯電量を調整し、未転写トナーの電荷による感光ドラムの過帯電現象が抑えられる。そして、これによる画像不具合が抑えられる。表層１６の表面における前記粗さ形成用粒子１８が存在していない部分の１０点平均粗さ（Ｒｚ）が、０．６μｍ以上２．４μｍ以下の範囲内、かつ、前記１０点平均粗さ（Ｒｚ）のバラツキ（Ｒｚの最大値−Ｒｚの最小値）が１．５μｍ以下の範囲内でないものであると、前記効果は得られない。

本発明に係る帯電ロールの構成としては、図１に示す構成に限定されるものではない。例えば、図１に示す帯電ロール１０において、軸体１２と弾性体層１４との間に他の弾性体層を備えた構成であってもよい。この場合、他の弾性体層は、帯電ロールのベースとなる層であり、弾性体層１４が帯電ロールの抵抗調整を行う抵抗調整層などとして機能する。他の弾性体層は、例えば、弾性体層１４を構成する材料として挙げられた材料のいずれかにより構成することができる。また、例えば、図１に示す帯電ロール１０において、弾性体層１４と表層１６との間に他の弾性体層を備えた構成であってもよい。この場合、弾性体層１４が帯電ロールのベースとなる層であり、他の弾性体層は、帯電ロールの抵抗調整を行う抵抗調整層などとして機能する。

以下、実施例および比較例を用いて本発明を詳細に説明する。

（実施例１〜１４）
＜弾性体層用組成物の調製＞
イソプレンゴム１００質量部に対し、カーボンブラック３０質量部、酸化亜鉛６質量部、ステアリン酸２質量部、硫黄１質量部、チアゾール系加硫促進剤０．５質量部、チラウム系加硫促進剤０．５質量部、重質炭酸カルシウム５０質量部を配合し、５０℃に温度調節した密閉型ミキサーを用いて１０分間混練し、弾性体層用組成物を調製した。

弾性体層用組成物の材料として、以下の材料を準備した。
・ゴム成分
イソプレンゴム（ＩＲ）［ＪＳＲ（株）製、「ＪＳＲ ＩＲ２２００」］
・導電剤
カーボンブラック（電子導電剤）［キャボットジャパン（株）製、「ショウブラックＮ７６２」］
・酸化亜鉛［堺化学工業（株）製、「酸化亜鉛２種」］
・ステアリン酸［日本油脂（株）製、「ステアリン酸さくら」］
・硫黄［鶴見化学工業（株）製、「粉末硫黄」］
・加硫促進剤
チアゾール系加硫促進剤［大内新興化学工業（株）製、「ノクセラーＤＭ」］
チラウム系加硫促進剤［大内新興化学工業（株）製、「ノクセラーＴＲＡ」］
・無機フィラー粒子
重質炭酸カルシウム［白石カルシウム（株）製、「ホワイトンＢ」、平均粒径３．６μｍ］

＜弾性体層の作製＞
芯金として直径６ ｍ ｍ 、長さ２ ６ ０ ｍ ｍ のステンレス製（ Ｓ Ｕ Ｓ ３ ０ ４ ） 芯金を準備し、円筒状の弾性体成形用金型内にセットし、円筒状の金型と芯金との空隙部に、前記弾性体層用組成物を注型した後、金型に蓋をし、１ ８ ０ ℃ で３ ０ 分間加熱して、架橋させて、芯金の外周に弾性体層を形成した。前記弾性体層形成用金型は、弾性体層用組成物と接するキャビティ面側にショットブラスト処理を行い、所定の凹凸形状を形成したものを用いた。実施例１〜１４ では、この金型に凹凸形状を形成する際に、ショットブラスト処理の条件を変えて、成形後の弾性層の表面の表面粗さのパラメータが変化するようにして、各弾性層形成用金型を作成した。

＜表層の作製＞
表１に記載の配合量（質量部）となるように、バインダー樹脂、粗さ形成用粒子を配合し、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）２００質量部を加え、所定時間、超音波をかけて混合攪拌することにより、表層形成用の液状組成物を調製した。次いで、前記弾性体層用組成物と接するキャビティ面側にショットブラスト処理された弾性体層形成用金型を用いて成形した弾性体層の外周面に、この液状組成物をロールコートし、熱処理を施すことにより、弾性体層の外周に表層を形成した。これにより、帯電ロールを作製した。表面粗さＲｚ（μｍ）、表面粗さＲｚ（μｍ）のバラツキ（Ｒｚの最大値−Ｒｚの最小値）（μｍ）は、前記弾性体形成用金型のキャビティ面側のショットブラスト条件を変えることにより調整した。

（実施例１）
前記弾性体層の外周面に、表１に記載の配合に従って調整した表層形成用の液状組成物をロールコートして帯電ロールを作製した。

（実施例２〜６）
弾性体層の作製において、前記弾性体層形成用金型は、弾性体層用組成物と接するキャビティ面側にショットブラストの条件を実施例１と変えて処理を行い、所定の凹凸形状を形成したものを用いた以外は実施例１と同様にして帯電ロールを作製した。

（実施例７）
表層の作製において、バインダー樹脂の厚みを変えて２０μｍとした以外は実施例１と同様に帯電ロールを作製した。

（実施例８）
表層の作製において、バインダー樹脂の厚みを変えて２μｍとした以外は実施例１と同様に帯電ロールを作製した。

（実施例９）
表層の作製において、導電剤＜１＞の添加量を１０質量部 に変更して表面硬度を１．０Ｎ／ｍｍ２とした以外は実施例１と同様にして帯電ロールを作製した。

（実施例１０）
表層の作製において、導電剤＜１＞の添加量を１質量部 に変更して表面硬度を０．１Ｎ／ｍｍ２とした以外は実施例１と同様にして帯電ロールを作製した。

（実施例１１）
表層の作製において、バインダー樹脂をバインダー樹脂＜２＞に変更した以外は実施例１と同様にして帯電ロールを作製した。

（実施例１２）
表層の作製において、バインダー樹脂をバインダー樹脂＜３＞に変更した以外は実施例１と同様にして帯電ロールを作製した。

（実施例１３）
表層の作製において、粗さ形成用粒子を粗さ形成用粒子＜２＞に変更した以外は実施例１と同様にして帯電ロールを作製した。

（実施例１４）
表層の作製において、粗さ形成用粒子を粗さ形成用粒子＜３＞に変更した以外は実施例１と同様にして帯電ロールを作製した。

（比較例１）
弾性体層の作製において、前記弾性体層形成用金型は、弾性体層用組成物と接するキャビティ面側にショットブラスト処理を行わず、凹凸形状を形成していないものを用いた以外は実施例１と同様にして帯電ロールを作製した。

（比較例２〜４）
弾性体層の作製において、前記弾性体層形成用金型は、弾性体層用組成物と接するキャビティ面側にショットブラストの条件を実施例１と変えて処理を行い、所定の凹凸形状を形成したものを用いた以外は実施例１と同様にして帯電ロールを作製した。

表層材料として用いた材料は以下の通りである。
・バインダー樹脂＜１＞：Ｎ − メトキシメチル化６ − ナイロン、ナガセケムテックス社製、「トレジンＦ − ３ ０ Ｋ 」
・バインダー樹脂＜２＞：ポリアミド樹脂、東レ社製、「アミランＣＭ８０００」
・バインダー樹脂＜３＞：ウレタン樹脂、東ソー製「ニッポラン５ １ ９ ６ 」
・粗さ形成用粒子＜１＞：多孔質ポリアミド粒子、平均粒径多孔質、ポリアミド系樹脂粒子）（東レ社製、「ＴＲ−１」）１３μｍ、東レ製「ＴＲ−１」
・粗さ形成用粒子＜２＞：アクリル粒子、平均粒径５．０μｍ、綜研化学製「ＭＸ−５００」
・粗さ形成用粒子＜３＞：ウレタン粒子、平均粒径２２．０μｍ、根上工業製「アートパールＣ３００」
・導電剤＜１＞：カーボンブラック、ライオン製「ケッチェンＥＣ３００Ｊ」

作製した各帯電ロールについて、表面硬度、帯電量を測定した。また、画像評価を行った。評価結果および表層形成用組成物の配合組成を以下の表に示す。

（表面硬度の測定）
ユニバーサル硬度計（フィッシャー製「フィッシャースコープＨ１００」）を用い、帯電ロールの表層の表面から５ｍＮ／３０秒の定荷重にて触針を押し込み、表層のマルテンス硬さを測定した。

（帯電量の測定）
図３に示すように、回転治具６にＨＰ社製「ＣＬＪ４５２５ｄｎ」カートリッジの感光ドラム１を組み付け、その上に各帯電ロール２を接触させ、帯電ロール２の両端に合わせて１ｋｇの荷重を負荷した。この際、全体をボックスで囲んで遮光した。帯電ロール２に接続した高圧電源３から−１．０ＫＶの直流電圧のみを印加し、感光ドラム１を１周回転させた後のドラム電位を、高圧プローブ４を備えた表面電位計５により測定した。

（帯電量差）
電極を遮断し、白地を印刷することで意図的に帯電ロール表面にトナーカブリを引き起こした。その後、前記帯電量の測定と同様に帯電量の測定を行った。トナーカブリがないときの帯電量の値を基準とし、トナーカブリ時の帯電量の値との差を算出した。

（画像評価）
作製した導電性ロールを実機（ＨＰ製「ＣＬＪ４５２５ｄｎ」）のカートリッジ（ブラック）に取り付け、１５℃×１０％ＲＨ環境下にて２５％濃度ハーフトーンにて画出しを行った。画像にムラがなかったものを特に良好「◎」、画像にムラがほとんどなかったものを良好「○」、画像にムラが多少確認されたものを普通「△」、画像にムラが多かったものを不良「×」、画像にムラが著しく多かったものを特に不良「××」とした。

実施例から、前記表層が、バインダー樹脂および粗さ形成用粒子を含有し、
前記表層の表面における前記粗さ形成用粒子が存在していない部分の１０点平均粗さ（Ｒｚ）が、０．６μｍ以上２．４μｍ以下の範囲内、かつ、前記１０点平均粗さ（Ｒｚ）のバラツキ（Ｒｚの最大値−Ｒｚの最小値）が１．５μｍ以下の範囲内であると、トナーカブリがないときの帯電量とトナーカブリ時の帯電量との差が小さいことがわかる。これは、前記（ｃ）によって未転写トナーが付着する帯電ロールによる感光ドラムの帯電時に帯電量が調整されているためと推察される。これにより、未転写トナーの電荷による感光ドラムの過帯電現象が抑えられるため、画像不具合が抑えられている。

比較例１〜３のように、表面における前記粗さ形成用粒子が存在していない部分の１０点平均粗さ（Ｒｚ）が所定範囲外であると、トナーカブリがないときの帯電量とトナーカブリ時の帯電量との差が大きく、未転写トナーの電荷による感光ドラムの過帯電現象が抑えられていない。このため、画像不具合が発生している。比較例４のように、表面における前記粗さ形成用粒子が存在していない部分の１０点平均粗さ（Ｒｚ）のバラツキが所定範囲外であると、トナーカブリがないときの帯電量とトナーカブリ時の帯電量との差が均一ではなく、未転写トナーの電荷による感光ドラムの過帯電現象が帯電ロール表層で不均一となる。このため、画像不具合が発生している。

そして、実施例から、表層の表面における前記粗さ形成用粒子が存在していない部分の１０点平均粗さ（Ｒｚ）が、０．６μｍ以上２．４μｍ以下の範囲内、かつ、前記１０点平均粗さ（Ｒｚ）のバラツキ（Ｒｚの最大値−Ｒｚの最小値）が１．５μｍ以下の範囲内であると、トナーカブリがないときの帯電量とトナーカブリ時の帯電量との差が特に小さく、画像評価が特に良好である。また、表層の表面における前記粗さ形成用粒子が存在していない部分の１０点平均粗さ（Ｒｚ）が、０．７μｍ以上１．４μｍ以下の範囲内、かつ、前記１０点平均粗さ（Ｒｚ）のバラツキ（Ｒｚの最大値−Ｒｚの最小値）が０．５μｍ以下の範囲内であると、トナーカブリがないときの帯電量とトナーカブリ時の帯電量との差が特に小さく、画像評価が特に良好である。

以上、本発明の実施形態・実施例について説明したが、本発明は前記実施形態・実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改変が可能である。

１０ 帯電ロール
１２ 軸体
１４ 弾性体層
１６ 表層
１６ａ 粗さ形成用粒子が存在している部分
１６ｂ 粗さ形成用粒子が存在していない部分
１８ 粒子

Claims (6)

1. 軸体と、前記軸体の外周に形成された弾性体層と、前記弾性体層の外周に形成された表層と、を備え、
   前記表層が、バインダー樹脂および粗さ形成用粒子を含有し、
   前記表層の表面における前記粗さ形成用粒子が存在していない部分の１０点平均粗さ（Ｒｚ）が、０．６μｍ以上２．４μｍ以下の範囲内、かつ、前記１０点平均粗さ（Ｒｚ）のバラツキ（Ｒｚの最大値−Ｒｚの最小値）が１．５μｍ以下の範囲内であることを特徴とする電子写真機器用帯電ロール。
   
2. 前記表層の表面における前記粗さ形成用粒子が存在していない部分の１０点平均粗さ（Ｒｚ）が、０．７μｍ以上１．４μｍ以下の範囲内、かつ、前記１０点平均粗さ（Ｒｚ）のバラツキ（Ｒｚの最大値−Ｒｚの最小値）が０．５μｍ以下の範囲内であることを特徴とする請求項１に記載の電子写真機器用帯電ロール。
   
3. 前記表層の表面における前記粗さ形成用粒子が存在していない部分の厚みが２μｍ以上２０μｍ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の電子写真機器用帯電ロール。
   
4. 前記表層の表面における前記粗さ形成用粒子が存在していない部分の表面硬度が、０．１Ｎ／ｍｍ２以上１Ｎ／ｍｍ２以下の範囲内であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電子写真機器用帯電ロール。
   
5. 前記表層のバインダー樹脂が、メトキシメチル基を有するポリアミドであることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の電子写真機器用帯電ロール。
   
6. 前記粗さ形成用粒子が、多孔質ポリアミド粒子であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の電子写真機器用帯電ロール。
   
   
   
   
   
   
   
   
   

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